Question

【題目】把酵母菌與葡萄糖的混合液搖勻，均分到兩個相同的密閉裝置甲和乙中（裝置中鐵絲網上鋪有分別用A液或B液浸潤過的濕紗布），并將甲、乙裝置在相同且適宜的環境中放置相同時間。請回答下列問題：

（1）在甲裝置中，A液為__________________（填水或10%NaOH溶液）時，一段時間后，紅色液滴左移，左移距離記為a；在乙裝置中，B液為__________________（填水或10%NaOH溶液）時，在與甲相同的時間內，紅色液滴右移，右移距離記為b。

（2）此實驗中，設置甲裝置進行實驗的目的是測量_________________________________；設置乙裝置進行實驗的目的是測量___________________________________。

（3）在這段實驗時間內，甲裝置中酵母菌產生的CO2總量為______（用記錄的字母表示）。

（4）若a=b，裝置中酵母菌無氧呼吸過程消耗的葡萄糖是有氧呼吸過程消耗的葡萄糖的______倍。

Answer 1

【答案】10%NaOH溶液 水 混合液中酵母菌有氧呼吸耗氧量 混合液中酵母菌無氧呼吸釋放的CO2量 a+b 3

【解析】

本題考查酵母菌的呼吸作用，酵母菌為兼性厭氧型生物，可以進行有氧呼吸和無氧呼吸。圖示裝置中，由于有氧呼吸會吸收氧氣釋放二氧化碳，無氧呼吸不吸收氧氣但也會釋放二氧化碳，NaOH會吸收掉二氧化碳氣體，而水則不會，從而造成瓶內氣體壓強的改變，使液滴移動。我們可據此判斷酵母菌呼吸方式。

還要利用有氧呼吸和無氧呼吸的兩個反應式：C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O，C6H12O6→2 CO2+2C2H5OH進行相應計算。

（1）在裝置中，酵母菌以葡萄糖為底物進行呼吸作用。若濕紗布上浸潤的液體為水，則酵母菌進行有氧呼吸時，吸收氧O2，釋放CO2，根據有氧呼吸的總反應式，吸收氧O2的體積等于釋放CO2的體積，瓶內氣壓不變，液滴不移動；而酵母菌進行無氧呼吸時，不吸收O2，釋放CO2，瓶內氣壓增大，液滴右移。若濕紗布上浸潤的液體為10%NaOH溶液，則酵母菌進行有氧呼吸時，吸收氧O2，釋放CO2（CO2會被NaOH吸收掉），瓶內氣壓減小，液滴左移；而酵母菌進行無氧呼吸時，不吸收O2，釋放CO2（CO2會被NaOH吸收掉），瓶內氣壓不變，液滴不移動。所以會造成液滴左移的，只有濕紗布上浸潤10%NaOH溶液時；而會造成液滴左移的，只有濕紗布上浸潤水時。

（2）甲裝置中，移動的距離a表示酵母細胞有氧呼吸消耗掉的O2體積，所以進行實驗的目的是測量混合液中酵母菌有氧呼吸耗氧量；乙裝置中，移動的距離b表示酵母細胞無氧呼吸產生的CO2體積，所以進行實驗的目的是測量混合液中酵母菌無氧呼吸釋放的CO2量。

（3）在這段實驗時間內，酵母菌產生的CO2總量為有氧呼吸和無氧呼吸兩個過程中的總量，有氧呼吸可以通過甲裝置測得O2消耗量a，又根據有氧呼吸的總反應式，O2的消耗量等于CO2的產生量；裝置乙與裝置甲為同等條件下的酵母菌呼吸對照實驗，可以測得該條件下酵母細胞無氧呼吸產生的CO2量b。故酵母菌產生的CO2總量為a+b。

（4）依題意，根據有氧呼吸反應式，酵母菌有氧呼吸耗氧量為a，則消耗的葡萄糖為1/6a,無氧呼吸產生二氧化碳量為b，則消耗的葡萄糖為1/2b，若a=b，則裝置中酵母菌無氧呼吸過程消耗的葡萄糖是有氧呼吸過程消耗的葡萄糖的3倍。